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Nature Communications发表我所古生态与人类适应团队曹现勇作为共同通讯作者的研究成果
2019-06-03      

  理解东亚夏季风大气动力机制对预测东亚气候和生态格局变化有重要意义。然而,由于低、中纬大气环流系统复杂的交互机制,东亚夏季风强度及降水空间分布规律和驱动机制仍存在不确定性。现代气象和气候学研究表明东亚夏季风强度控制着东亚季风性降水空间分布,如华北与长江中下游地区存在的“北涝南旱”或“南涝北旱”降水分布模式。沉积物环境代用指标重建或反演的全新世以来东亚季风区降水变化特征也存在空间差异,这与现代降水空间分布格局是否存在联系,尚缺乏直接证据。此外,控制季风环流强度的海洋-大气环流系统年内位置波动主要受年内太阳辐射量变化影响,年内西风急流位置和太阳辐射量之间的关系或许可以应用于过去西风急流位置和降水带的模拟。

  中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心和澳门第一官网曹现勇研究员与德国阿尔弗利德-魏格纳极地与海洋研究所Ulrike Herzschuh教授合作,利用国内外孢粉学者(主要数据贡献者已列为合作作者)提供的高质量现代孢粉数据(2559个样点)和沉积物孢粉数据(101个样点),定量重建了10~2ka期间的年降水变化特征,选择这一时段有效地避免了早全新世气候不稳定和晚全新世人类活动扰动的影响;利用年内太阳辐射量与西风急流位置之间的关系,建立转换函数,并模拟了西风急流位置及2.5°× 2.5°栅格的年降水变化。基于孢粉的年降水重建结果表明全新世期间东亚地区存在三种降水变化模态:逐步升高模态(主要分布长江以南地区)、逐步降低模态(如西北内陆区)和单峰型模态(东亚季风边缘区,如华北地区)(图1)。模型模拟结果显示出与孢粉重建一致的降水变化模态及其空间分布特征(图1),并揭示西风急流位置和方向是三种降水模态及其空间分布的决定因素。

  该研究成果以“Position and orientation of the westerly jet determined Holocene rainfall patterns in China”为题在线发表于Nature Communications。我所古生态与人类适应团队曹现勇研究员为第二作者和共同通讯作者,陈发虎院士为合作作者。该研究得到国家重点研发计划“亚洲中部干旱区气候变化影响与丝路文明变迁研究”等项目资助。

  另,在青藏高原及内陆干旱区,由于1)现代孢粉样点缺乏且分布不均匀,2)定量重建方法的局限性(该地区位于降水梯度干旱末端,重建结果易出现偏差)等原因,基于孢粉定量重建这一地区年降水结果可能存在不确定性,需进一步工作来完善。曹现勇研究员下一步研究工作主要集中在提高青藏高原及内陆干旱区孢粉数据库质量的基础上,完善定量重建方法,提高该地区气候重建结果的可靠性,探索季风-西风交互作用机制及影响。

  文章链接:https://doi.org/10.1038/s41467-019-09866-8

图1 东亚全新世降水变化空间格局。基于孢粉定量重建(a-c)和模型模拟(g-i)的三种降水变化模式具有很高的一致性。两个方法获取的三种模式在空间上的分布特征(基于孢粉,d-f;基于模型,j-l)也存在一致性。

 
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